การแข่งขันชีววิทยาโอลิมปิกระดับชาติ ครั้งที่ 19 19th Thailand Biology Olympiad 103 34. จำกกำรศึกษำกำรอยู่ร่วมกันของจระเข้น ้ำจืด 2 ชนิด คือ จระเข้สยำม (Crocodylus siamensis) กับตะโขง (Tomistoma schlegelii) ในพื้นที่ทะเลสำบ Mesangat ของประเทศอินโดนีเซีย ซึ่งมีสังคมพืชหลัก 2 แบบคือ พื้นที่เปิดโล่งที่มีหญ้ำ (grass mat) ขึ้นหนำแน่น และพื้นที่ป่ำพรุที่มีไม้ต้น (tree) ขึ้นหนำแน่น โดยกำรส ำรวจด้วยวิธีพำยเรือส่องไฟในเวลำ 20:00-02:00 น. ในช่วงฤดูฝน ฤดูแล้ง และฤดูเปลี่ยนผ่ำน เมื่อพบแสงสะท้อนจำกดวงตำ ผู้วิจัยระบุชนิด จับท ำเครื่องหมำย วัดขนำดตัวเพื่อจ ำแนกวัย และล้ำงท้องเพื่อศึกษำชนิดของอำหำรในกระเพำะอำหำร ได้ผลดังภำพ ภำพที่ 1 แสดงระยะทำงจำกจระเข้ที่พบถึงหญ้ำหรือไม้ต้นที่ใกล้ที่สุด ภำพที่ 2 แสดงจ ำนวนครั้งที่พบจระเข้แต่ละวัยในแต่ละฤดู ภำพที่ 3 แสดงสัดส่วนของอำหำรแต่ละประเภทที่พบในกระเพำะอำหำรของจระเข้
การแข่งขันชีววิทยาโอลิมปิกระดับชาติ ครั้งที่ 19 19th Thailand Biology Olympiad 104 ข้อควำมต่อไปนี้ถูกหรือผิด 1. จระเข้สยำมจัดเป็น generalist feeder ในขณะที่ตะโขงจัดเป็น specialist feeder 2. จระเข้น ้ำจืดทั้ง 2 ชนิด มี habitat partitioning คือ จระเข้สยำมมักพบอยู่อำศัยในพื้นที่ป่ำพรุ ในขณะที่ตะโขงมักอำศัยอยู่ในพื้นที่เปิดโล่ง 3. ถ้ำจระเข้น ้ำจืดทั้ง 2 ชนิดใช้เวลำ 90 วันในกำรฟักไข่ แสดงว่ำจระเข้สยำมท ำรังวำงไข่ในช่วงฤดูฝน ส่วนตะโขงท ำรังวำงไข่ในช่วงปลำยฤดูแล้งถึงต้นฤดูฝน 4. จระเข้น ้ำจืดทั้ง 2 ชนิดมี niche overlap ในกำรกินอำหำร โดยมีระดับควำมทับซ้อนสูงสุดในกำรกินสัตว์มีกระดูกสันหลังและควำมทับซ้อนต ่ำที่สุดในกำรกินสัตว์ไม่มีก ระดูกสันหลัง เฉลย 1. ผิด เพรำะ จระเข้น ้ำจืดทั้ง 2 ชนิด จัดเป็น generalist feeder เนื่องจำกสำมำรถกินอำหำรได้หลำกหลำยทั้งสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง สัตว์มีกระดูกสันหลังขนำดเล็ก รวมทั้งส่วนของพืชที่อำจจะได้รับเข้ำไปโดยบังเอิญในระหว่ำงที่จับเหยื่อ (ภำพที่ 3) 2. ผิด เพรำะ จระเข้น ้ำจืดทั้ง 2 ชนิด มี habitat partitioning จริง แต่จำกภำพที่ 1 พบว่ำจระเข้น ้ำจืดสยำมมักพบอยู่อำศัยใกล้พื้นที่ที่มีหญ้ำ (grass mat) มำกกว่ำพื้นที่ที่มีไม้ต้น (tree) แสดงว่ำจระเข้สยำมอำศัยในพื้นที่เปิดโล่ง ในขณะที่ตะโขงมักพบอยู่อำศัยใกล้พื้นที่ที่มีไม้ต้นมำกกว่ำพื้นที่ที่มีหญ้ำ แสดงว่ำตะโขงอำศัยในพื้นที่ป่ำพรุ 3. ถูก เพรำะ จำกภำพที่ 2 เมื่อพิจำรณำจ ำนวนครั้งที่พบจระเข้วัยแรกเกิด จะเห็นว่ำจระเข้สยำมวัยแรกเกิดพบบ่อยในช่วงฤดูเปลี่ยนผ่ำน ซึ่งเกิดจำกไข่ที่ถูกวำงในช่วงฤดูฝน ส่วนตะโขงวัยแรกเกิดพบบ่อยในช่วงฤดูฝน ซึ่งน่ำจะเกิดจำกไข่ที่ถูกวำงในช่วงปลำยฤดูแล้งจนถึงต้นฤดูฝน 4. ผิด เพรำะ จำกภำพที่ 3 จระเข้ทั้ง 2 ชนิดมี niche overlap ในกำรกินอำหำร โดยมีระดับควำมทับซ้อนสูงสุดในกำรกินสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง (สัตว์ขำปล้อง) และควำมทับซ้อนต ่ำที่สุดในกำรกินสัตว์มีกระดูกสันหลังขนำดใหญ่ (เช่น ปลำ สัตว์เลี้ยงลูกด้วยน ้ำนม สัตว์สะเทินน ้ำสะเทินบก นก และสัตว์เลื้อยคลำน)
การแข่งขันชีววิทยาโอลิมปิกระดับชาติ ครั้งที่ 19 19th Thailand Biology Olympiad 105 35. จำกภำพแสดง age pyramid ของแพะชนิดหนึ่ง โดยมีช่วงอำยุก่อนวัยเจริญพันธุ์ (pre-reproductive)คือช่วง อายุประมาณ 1-2 ปีและช่วงอำยุวัยเจริญพันธุ์ (reproductive) คือช่วงอายุประมาณ 2-5 ปี ข้อควำมต่อไปนี้ถูกหรือผิด 1. แพะเพศผู้มีอำยุขัยสั้นกว่ำแพะเพศเมีย 2. แพะชนิดนี้มีระบบกำรสืบพันธุ์เป็นแบบ monogamy 3. เพศผู้และเพศเมียของแพะชนิดนี้มีลักษณะภำยนอกไม่แตกต่ำงกัน 4. โครงสร้ำงประชำกรของแพะชนิดนี้เป็นแบบประชำกรคงที่ (stationary) เฉลย 1. ถูก เพรำะ กรำฟแสดงให้เห็นว่ำแพะเพศผู้มีถึงอำยุขัย 5-6 ปี ในขณะที่แพะเพศเมียมีอำยุขัยได้ถึง 8-9 ปี 2. ผิด เพรำะ สัดส่วนเพศ (sex ratio) ไม่เป็น 1:1 ดังนั้น มีระบบกำรสืบพันธุ์เป็นแบบ polygamy 3. ผิด เพรำะ แพะชนิดนี้มีระบบกำรสืบพันธุ์เป็นแบบ polygamy เพศผู้และเพศเมียจะมีลักษณะภำยนอกแตกต่ำงกันอย่ำงชัดเจน 4. ถูก เพรำะ จำกกรำฟ จ ำนวนแพะในช่วงอำยุก่อนวัยเจริญพันธุ์ (pre-reproductive) มีจ ำนวนใกล้เคียงกับช่วงอำยุวัยเจริญพันธุ์ (reproductive) จ ำนวนประชำกรของแพะเมื่อเวลำผ่ำนไปจึงคงที่
การแข่งขันชีววิทยาโอลิมปิกระดับชาติ ครั้งที่ 19 19th Thailand Biology Olympiad 106 36. จำกภำพกำรกระจำยพันธุ์ของพืช 4 ชนิดในพื้นที่แห่งหนึ่ง ข้อควำมต่อไปนี้ถูกหรือผิด 1. ★เป็นพืชที่มีเมล็ดหรือผลที่มีปีก 2. ■ มีกำรกระจำยพันธุ์โดยอำศัยสัตว์ 3. ผลของ ● มีเปลือกที่มีลักษณะเป็นไฟเบอร์และมี air space 4. การกระจายเมล็ดพันธุ์ของ ▲มีสัตว์เข้ามาเกี่ยวข้อง เฉลย ชนิดพืช วิธีกำรกระจำยเมล็ด ▲ Animal ● Water ■ Wind ★ Splitting 1. ผิด เพรำะ ★ มีกำรกระจำยเมล็ดใต้ต้นพ่อแม่ จึงไม่จ ำเป็นต้องมีปีก 2. ผิด เพรำะ ■ มีกำรกระจำยพันธุ์โดยอำศัยลม สังเกตได้จำกกำรที่ต้นลูกมีกำรกระจำยอยู่เพียงฝั่งเดียวตำมทิศทำงลม 3. ถูก เพรำะ ● พบเฉพำะที่บริเวณริมล ำธำร น่ำจะมีกำรกระจำยเมล็ดด้วยน ้ำ เปลือกของผลจึงน่ำจะมีลักษณะเป็นไฟเบอร์และมี air space 4. ถูก เพรำะ ▲ มีกำรกระจำยตัวกว้างได้ทุกพื้นที่
การแข่งขันชีววิทยาโอลิมปิกระดับชาติ ครั้งที่ 19 19th Thailand Biology Olympiad 107 37. จำกภำพแสดงต ำแหน่งที่ตั้งจำกแผ่นดินใหญ่ของเกำะ 5 เกำะซึ่งเกิดขึ้นพร้อม ๆ กัน ข้อควำมต่อไปนี้ถูกหรือผิด 1. species richness ของเกำะ A สูงกว่ำของเกำะ E 2. extinction rate ของเกำะ C ต ่ำกว่ำของเกำะ B และ D 3. อำจพบ endemic species เฉพำะในแต่ละเกำะซึ่งไม่พบในเกำะอื่น ๆ และแผ่นดินใหญ่ 4. เมื่อเวลำผ่ำนไป migration ของสิ่งมีชีวิตจะยังคงเกิดในทิศทำงเดียวคือจำกแผ่นดินใหญ่ไปยังเกำะต่ำง ๆ เฉลย พิจำรณำจำก Theory of Island Biogeography ของ MacArthur & Wilson (1967)
การแข่งขันชีววิทยาโอลิมปิกระดับชาติ ครั้งที่ 19 19th Thailand Biology Olympiad 108 1. ถูก เพรำะ ถึงแม้เกำะ A และ E อยู่ห่ำงจำกแผ่นดินใหญ่เท่ำ ๆ กัน แต่เกำะ A มีขนำดใหญ่กว่ำเกำะ E มำก ท ำให้มีพื้นที่ที่เป็น habitat และมี niche รองรับสิ่งมีชีวิตได้มำกกว่ำและหลำกหลำยกว่ำ จึงมีโอกำสที่จะพบสปีชีส์ของสิ่งชีวิตจ ำนวนมำกกว่ำ 2. ผิด เพรำะ extinction rate ของเกำะ C สูงที่สุดเนื่องจำกเกำะ C มีขนำดเล็กที่สุดและอยู่ไกลจำกแผ่นดินใหญ่มำกที่สุด ถ้ำเกิดกำรเปลี่ยนแปลงใด ๆ จึงยำกที่จะเกิดกำรทดแทนได้ กำรอพยพจำกแผ่นดินใหญ่หรือเกำะอื่น ๆ อำจไม่รวดเร็ว นอกจำกนี้ในพื้นที่ขนำดเล็ก ประชำกรของสิ่งมีชีวิตต่ำง ๆ จะมีจ ำนวนสมำชิกน้อยและมีโอกำสสูงที่จะเกิด inbreeding ท ำให้สูญพันธุ์ได้เร็วกว่ำในพื้นที่ใหญ่ 3. ถูก เพรำะ เกำะเป็นพื้นที่ที่แยกออกมำ ห่ำงไกลและโดดเดี่ยว จึงมักมีวิวัฒนำกำรของสิ่งมีชีวิตที่เหมำะสมกับกำรด ำรงชีวิตบนเกำะนั้น ๆ เป็นชนิดถิ่นเดียว (endemic species) ที่ไม่พบที่อื่น 4. ผิด เพรำะ กำรอพยพ (migration) เกิดขึ้นได้ทั้งจำกแผ่นดินใหญ่ไปเกาะ ระหว่ำงเกำะต่ำง ๆ และจาก เกาะไปแผ่นดินใหญ่ V. Genetics 38. ในปี 2019 นักวิจัยศึกษาดอกบานเย็น (Mirabilis jalapa) ในพื้นที่ป่าแห่งหนึ่งพบว่า สีของดอกบานเย็น มีการถ่ายทอดแบบ incomplete dominant โดยมีแอลลีล C R ควบคุมลักษณะดอกสีแดง และแอลลีล C W ควบคุมลักษณะดอกสีขาว ในพื้นที่ที่ศึกษาพบต้นดอกสีแดง 700 ต้น สีชมพู 1200 ต้น และสีขาว 1800 ต้น ต่อมาในปี 2020 เกิดไฟไหม้ทำให้ต้นบานเย็นจำนวนหนึ่งตายไป โดยต้นดอกสีแดงตายไป 20% ต้นดอกสีชมพูตายไป 80% และ ต้นดอกสีขาวตายไป 70% จากข้อมูลดังกล่าว ข้อความต่อไปนี้ถูกหรือผิด 1. ความถี่แอลลีล C R ของประชากรในปี 2019 เท่ากับ 0.351 2. ความถี่แอลลีล C W ของประชากรในปี 2020 เท่ากับ 0.507 3. หลังจากปี 2020 ถ้าไม่มีเหตุการณ์ที่ทำให้ประชากรเปลี่ยนแปลงความถี่ เมื่อนักวิจัยไปเก็บข้อมูลอีกครั้งใน ปี 2021 จะพบว่าความถี่แอลลีล C R = 0.351 4. เหตุการณ์ในครั้งนี้ต้นดอกบานเย็นถูกเลือกให้รอดแบบสุ่มเป็น disruptive selection
การแข่งขันชีววิทยาโอลิมปิกระดับชาติ ครั้งที่ 19 19th Thailand Biology Olympiad 109 เฉลย 1. ถูก เพราะ ความถี่แอลลีลในปี 2019 คือ C R = {(2x700)+1,200} / {(700+1200+1800) x 2} = 2600/7400 = 0.351 C W = 1-0.351 = 0.649 2. ผิด เพราะ ในปี 2020 เหลือดอกสีแดง 700 x 0.8 = 560 ต้น ดอกสีชมพู 1200 x 0.2 = 240 ต้น ดอกสีขาว 1800 x 0.3 = 540 ต้น ความถี่แอลลีล C R = {(2x560)+240} / {(560+240+540) x 2} = 1360 / 2680 = 0.507 ดังนั้นความถี่แอลลีล C W = 1 - 0.507 = 0.493 3. ผิด เพราะ เมื่อมีการเปลี่ยนแปลงความถี่ของแอลลีลในปี 2020 ประชากรจะเข้าสู่สมดุลอีกใน 1 ชั่วรุ่น ดังนั้นในปี 2021 C R = 0.507 และ C W = 0.493 4. ผิด เพราะ เป็น genetic drift แบบ bottleneck effect * Disruptive selection คือการเลือกทั้งสองลักษณะที่อยู่ด้านหัวและท้าย หรือการเลือก homozygous ทั้งสอง แบบโดยไม่เลือก heterozygous ส่งผลให้เกิดเส้นโค้งสองยอดคือความถี่ของจีโนไทป์homozygous ทั้งสองแบบ เพิ่มขึ้น 39. ลักษณะสีขนในหนูควบคุมด้วยยีน 2 ตำแหน่ง แอลลีล A ควบคุมการสร้างเม็ดสีแอลลีล a ควบคุมการ ไม่สร้างเม็ดสี (สีขาว) แอลลีล B ควบคุมลักษณะขนสีน้ำตาลแกมเหลือง แอลลีล b ควบคุมลักษณะขนสี ดำ เมื่อผสมพันธุ์หนูพันธุ์แท้ที่มีขนสีน้ำตาลแกมเหลืองกับหนูที่มีขนสีขาว พบว่าลูกรุ่น F2 จำนวนทั้งหมด 16 ตัว มีลักษณะขนสีน้ำตาลแกมเหลือง 9 ตัว ขนสีดำ 3 ตัว และขนสีขาว 4 ตัว
การแข่งขันชีววิทยาโอลิมปิกระดับชาติ ครั้งที่ 19 19th Thailand Biology Olympiad 110 ข้อความต่อไปนี้ถูกหรือผิด 1. ยีนที่ควบคุมลักษณะสีขนทั้งสองตำแหน่งอยู่บนโครโมโซมเพศ 2. การถ่ายทอดลักษณะสีขนของหนูไม่สอดคล้องกับกฎข้อที่2 ของเมนเดล 3. ยีนตำแหน่ง A มีอิทธิพลต่อการแสดงออกของยีนตำแหน่ง B 4. หนูขนสีขาวมีจีโนไทป์ของยีนควบคุมไม่ให้สร้างเม็ดสีเป็น homozygous recessive เฉลย ยีนทั้งสองแสดงการข่มต่างตำแหน่ง (epistasis) โดยยีน aa สามารถข่มยีนคู่ B และ b ได้คือ ถ้าหนูมีจีโนไทป์ เป็น aa จะไม่สามารถสร้างเม็ดสีได้ หนูจะมีสีขาว (ไม่มีสี) ดังนั้นไม่ว่าจะเป็น B หรือ b ก็ได้ลักษณะขนสีขาว A = ขนมีสี, a = ขนไม่มีสี, B = ขนสีน้ำตาลแกมเหลือง, b = ขนสีดำ aa>B,b P AABB x aabb น้ำตาล ขาว F1 AaBb น้ำตาล F2 9 A−B− ขนสีน้ำตาลแกมเหลือง 3 A−bb ขนสีดำ 3 aaB− ขนสีขาว 1 aabb ขนสีขาว 1. ผิด เพราะ ไม่เกี่ยวกับเพศ ผลการผสมพันธุ์ไม่มีข้อมูลของเพศ 2. ผิด เพราะ ยังคงสอดคล้องกับกฎของเมนเดล แต่เป็นส่วนขยายออกไปคือยีน 2 ตำแหน่งมีอิทธิพลต่อกัน เป็นการข่มข้ามคู่แบบ recessive epistasis คือ aa > B และ b 3. ถูก เพราะ genotype aa จะปิดบังการแสดงออกของยีนตำแหน่ง B− 4. ถูก เพราะ หนูขนสีขาวต้องมียีนควบคุมไม่ให้มีสีเป็น homozygous recessive (aa) เท่านั้น ถ้าเป็น A− จะมีสี การจะเป็นสีใดขึ้นกับยีน B−
การแข่งขันชีววิทยาโอลิมปิกระดับชาติ ครั้งที่ 19 19th Thailand Biology Olympiad 111 40. การผสมทดสอบการทดลองหนึ่งได้ผลดังภาพ ข้อความต่อไปนี้ถูกหรือผิด 1. ยีนที่ควบคุมลักษณะ tooth และ ยีนที่ควบคุมลักษณะ eyes เป็น linked genes 2. F1 มี genotype แบบ heterozygous ทั้งสองตำแหน่ง 3. ลักษณะแบบ tooth เป็นลักษณะเด่นต่อลักษณะ no tooth 4. ยีนที่ควบคุมลักษณะทั้งสองแสดงการจัดกลุ่มกันอย่างอิสระ เฉลย 1. ผิด เพราะ อัตราส่วน phenotype ของลูกจาก test cross ประมาณ 1:1:1:1 แสดงการจัดกลุ่มอย่างอิสระ ของยีนทั้งสองตำแหน่ง 2. ถูก เพราะ ลูกจาก test cross มีอัตราส่วน phenotype ประมาณ 1:1:1:1 3. ผิด เพราะ ลักษณะ no tooth เป็นลักษณะเด่น เนื่องจาก F1 ที่เป็น heterozygous มีลักษณะ no tooth 4. ถูก เพราะ phenotype ของลูกจาก test cross ประมาณ 1:1:1:1
การแข่งขันชีววิทยาโอลิมปิกระดับชาติ ครั้งที่ 19 19th Thailand Biology Olympiad 112 41. จากภาพพันธุประวัติของครอบครัวหนึ่งที่มีผู้ป่วย tubulointerstitial kidney disease ซึ่งควบคุมโดย autosomal dominant gene ข้อความต่อไปนี้ถูกหรือผิด 1. คนที่ I-1 และ I-2 มี genotype เป็น homozygous recessive และ heterozygous ตามลำดับสำหรับ ความผิดปกติดังกล่าว 2. ถ้าคนที่ IV-4 แต่งงานกับหญิงที่ไม่เป็นโรค จะมีโอกาสที่ลูกจะเป็นโรค 50% 3. ถึงแม้ว่าลูก ๆ ของคนที่ II-3 และ II-4 ไม่เป็นโรค แต่ทุกคนจะเป็นพาหะ 4. ถ้า III-10 และ III-11 ต้องการมีลูกอีกสองคน โอกาสจะเป็นลูกชาย 1 คนและลูกสาว 1 คนที่ไม่เป็นโรคทั้ง สองคน เท่ากับ 25 %
การแข่งขันชีววิทยาโอลิมปิกระดับชาติ ครั้งที่ 19 19th Thailand Biology Olympiad 113 เฉลย 1. ถูก เพราะ autosomal dominant tubulointerstitial kidney disease เกิดจากความผิดปกติของยีนบน autosome และความผิดปกติของโรคดังกล่าวเป็นลักษณะเด่น เพราะฉะนั้น คนที่ I-1 (ไม่เป็นโรค) และ I2 (เป็นโรค) จึงมี genotype เป็น homozygous recessive และ heterozygous ตามลำดับ 2. ผิด เพราะ คนที่ IV-4 เป็นคนที่ไม่เป็นโรค จึงมี genotype เป็น homozygous recessive หากแต่งงาน กับคนปกติ ซึ่งมี genotype เป็น homozygous recessive เหมือนกัน จะไม่มีโอกาสที่ลูกจะมีอาการ ผิดปกติดังกล่าวเลย 3. ผิด เพราะ คนที่ II-3 และ II-4 เมื่อไม่เป็นโรค จึงมี genotype เป็น homozygous recessive ดังนั้น ลูก ของเขาก็จะมี genotype เป็น homozygous recessive เช่นกัน จึงไม่เป็นพาหะของความผิดปกติ ดังกล่าว 4. ผิด เพราะ เมื่อพ่อเป็น heterozygous แม่เป็น homozygous recessive โอกาสที่จะมีลูกไม่เป็นโรค = 1/2 โอกาสจะมีลูกชาย = 1/2 โอกาสจะมีลูกสาว = 1/2 โอกาสจะมีลูกชายคนหนึ่งและลูกสาวคนหนึ่งที่ไม่เป็นโรคเท่ากับ 2 x [(1/2 x1/2) x (1/2 x1/2)] = 1/8 = 0.125 = 12.5 % Reference: Lin, Z., Yang, J., Liu, H., Cai, D., An, Z., Yu, Y., & Chen, T. (2018). A novel uromodulin mutation in autosomal dominant tubulointerstitial kidney disease: a pedigree-based study and literature review. Renal failure, 40(1), 146-151. 42. กำหนดให้ความยาวของหูกระต่ายควบคุมด้วยยีน 2 ตำแหน่ง ซึ่งมีการแสดงออกแบบบวกสะสม จาก การผสมพันธุ์กระต่ายหูยาว 36 cm จีโนไทป์DDEE กับกระต่ายหูยาว 6 cm จีโนไทป์ddee ได้ลูกรุ่น F1 ทุกตัวมีหูยาว 21 cm และนำกระต่ายรุ่น F1 มาผสมพันธุ์กันเอง ให้ได้ลูกกระต่ายรุ่น F2 ข้อความต่อไปนี้ถูกหรือผิด 1. ลูก F2 จะมีกระต่ายหูยาว 6 cm เพียง 6.25% 2. ลูก F2 จะมีกระต่ายหูยาวแตกต่างกัน จำนวน 4 แบบ 3. ลูก F2 ที่มีหูยาว 28.5 cm มีอัตราส่วนเท่ากับลูกที่มีหูยาว 21 cm 4. ถ้านำกระต่ายหูยาว 28.5 cm ผสมกับกระต่ายหูยาว 6 cm จะไม่ได้ลูกที่มีหูยาว 6 cm เลย แต่จะมีโอกาส ได้ลูกที่มีหูยาว 13.5 cm ถึง 50%
การแข่งขันชีววิทยาโอลิมปิกระดับชาติ ครั้งที่ 19 19th Thailand Biology Olympiad 114 เฉลย ความยาวของหูกระต่ายควบคุมด้วยยีน 2 ตำแหน่ง มีการแสดงออกแบบบวกสะสม ดังนั้น dominant allele แต่ละตัวให้ความยาวได้เท่ากัน กระต่ายรุ่นพ่อแม่มีจำนวน dominant allele ต่างกัน 4 allele ความยาวของหูต่างกัน 36-6 = 30 cm ดังนั้น dominant allele 1 allele เพิ่มความยาวของหูได้ 30/4 = 7.5 cm พ่อ x แม่ DDEE x ddee → ลูก F1 จีโนไทป์ DdEe มีหูยาว 6 + (7.5x2) = 21 cm DdEe x DdEe ได้ลูกดังนี้ จีโนไทป์ของลูกF2 DDEE DDEe+DdEE DDee+ddEE+DdEe Ddee+ddEe ddee อัตราส่วน 1 4 6 4 1 จำนวน dominant allele 4 3 2 1 0 ความยาวของหู (cm) 36 28.5 21 13.5 6 1. ถูก เพราะ ลูก F2 จะมีกระต่ายหูยาว 6 cm (ddee) ในสัดส่วน 1/16 หรือ 6.25% 2. ผิด เพราะ ลูก F2 จะพบกระต่ายหูยาวแตกต่างกัน จำนวน 5 แบบ คือ 36, 28.5, 21, 13.5 และ 6 cm 3. ผิด เพราะ กระต่ายในรุ่น F2 ที่มีหูยาว 28.5 cm จะมีอัตราส่วนเท่ากับกระต่ายที่มีหูยาว 13.5 cm 4. ถูก เพราะ ถ้านำกระต่ายหูยาว 28.5 cm (DDEe หรือ DdEE) ผสมพันธุ์กับกระต่ายหูยาว 6 cm (ddee) จะได้ลูก DdEe (21 cm) : Ddee (13.5 cm) = 1:1 จึงไม่ได้ลูกกระต่ายที่มีหูยาว 6 cm (ddee) เลย แต่ จะมีโอกาสได้ลูกกระต่ายที่มีหูยาว 13.5 cm (Ddee) 50% และลูกกระต่ายที่มีหูยาว 21 cm (DdEe) 50% 43. จากภาพ ข้อความต่อไปนี้ถูกหรือผิด 1. A และ B เป็นสารที่ใช้ในการหาลำดับเบสด้วยเทคนิค Sanger DNA sequencing 2. B เป็นสารที่ใช้ในปฏิกิริยา PCR 3. C เป็นสารที่พบได้ทั้งในนิวเคลียส และไซโทพลาซึม 4. B เป็นสารตั้งต้นในการสังเคราะห์สารพันธุกรรมของไวรัส SARS-CoV-2
การแข่งขันชีววิทยาโอลิมปิกระดับชาติ ครั้งที่ 19 19th Thailand Biology Olympiad 115 เฉลย 1. ถูกเพราะ A คือ dideoxyribonucleoside triphosphateและ B คือ deoxyribonucleoside triphosphate ที่ใช้ในการหาลำดับเบสด้วยเทคนิค Sanger DNA sequencing 2. ถูก เพราะ B คือ deoxyribonucleoside triphosphate ที่ใช้ในการทำ PCR 3. ถูก เพราะ C คือ ribonucleoside triphosphate ซึ่งเป็นสารตั้งต้นในการสังเคราะห์RNA รวมทั้งสารให้ พลังงานสูงเช่น ATP และ GTP จึงพบได้ทั้งในนิวเคลียส และไซโทพลาซึม 4. ผิด เพราะ สารพันธุกรรมของไวรัส SARS-CoV-2 เป็น RNA สารตั้งต้นในการสังเคราะห์คือ C 44. การทดลองถ่ายโอนยีนต้านทาน (resistance gene) ต่อโรคแคระแกร็นเข้าสู่ข้าว ได้ต้น transgenic rice plants ดังภาพ (a) ได้แก่ ต้นข้าวที่มีความต้านทานต่อโรค (R; resistant), ต้นข้าวที่มีอาการของโรคช้า (D; delayed symptom) และต้นข้าวที่มีอาการของโรคหรือไม่ต้านทาน (S; susceptible) ภาพ (b) เป็นการตรวจสอบยีนต้านทานต่อโรคข้าวแคระแกร็น ด้วยเทคนิค PCR ข้อความต่อไปนี้ถูกหรือผิด 1. ผลิตภัณฑ์ PCR จากยีนต้านทานในต้นหมายเลข 1-8 มีขนาดเท่ากันแสดงว่ามีลำดับเบสเหมือนกัน 2. ต้นหมายเลข 9-12 ไม่มียีนต้านทานต่อโรคแคระแกร็นหรือมีแต่ไม่สมบูรณ์ 3. ลักษณะต้านทานโรคแคระแกร็นควบคุมด้วยยีนเด่น 4. ถ้ามีต้นอ่อนข้าว transgenic จำนวนมาก สามารถตรวจดีเอ็นเอและแยกต้นที่ไม่ต้านทานออกไปได้
การแข่งขันชีววิทยาโอลิมปิกระดับชาติ ครั้งที่ 19 19th Thailand Biology Olympiad 116 เฉลย 1. ผิด เพราะ แถบดีเอ็นเอขนาดเดียวกันอาจมีลำดับเบสแตกต่างกันได้ ต้องวิเคราะห์ลำดับเบสจึงจะทราบแน่ ชัด 2. ถูก เพราะ ภาพ (b) ไม่มีแถบ PCR product 3. ถูก เพราะ ต้นหมายเลข 1-7 ที่พบแถบดีเอ็นเอแสดงความต้านทานโรคแคระแกร็นได้ในชั่วรุ่นแรกภายหลัง การถ่ายยีน 4. ถูกเพราะ จะพบแถบดีเอ็นเอเฉพาะต้นต้านทานและต้นที่แสดงอาการช้า ต้นที่ไม่ต้านทานไม่พบแถบดีเอ็น เอจึงสามารถแยกออกได้ 45. จากการสำรวจประชากรของ Mimulus guttatus ที่อยู่ในสมดุลของ Hardy–Weinberg และมีสมาชิก รวม 1000 ต้น การตรวจสอบรูปแบบของเอนไซม์ชนิดหนึ่งที่ควบคุมด้วยยีน 1 ตำแหน่ง ด้วยวิธี electrophoresis พบว่ามีรูปแบบและความถี่ดังภาพ ข้อความต่อไปนี้ถูกหรือผิด 1. ลักษณะนี้ถูกควบคุมด้วย multiple allele 2. ถ้าสุ่มขุดต้น Mimulus guttatus จากประชากรดังกล่าวมา 1 ต้น โอกาสที่จะได้ต้นที่มีจีโนไทป์ในสภาพ homozygous ของลักษณะที่ศึกษามีเท่ากับ 0.38 3. การข่มของยีนที่ควบคุมลักษณะการสร้างเอนไซม์ดังกล่าวเป็นแบบ incomplete dominance 4. ยีนที่ควบคุมการสร้างเอนไซม์รูปแบบ S และ I อยู่บนโครโมโซมต่างคู่กัน
การแข่งขันชีววิทยาโอลิมปิกระดับชาติ ครั้งที่ 19 19th Thailand Biology Olympiad 117 เฉลย 1. ถูก เพราะ จากภาพเป็นการแยกโปรตีน (isozyme) ซึ่งพบว่าเคลื่อนที่ด้วยความเร็วต่างกัน 3 รูปแบบ หรือ มียีนควบคุม 3 แอลลีล 2. ถูก เพราะ ต้นที่เป็น homozygous คือต้นที่มีรูปแบบ SS, II และ FF ซึ่งมีความถี่เท่ากับ 0.04+0.09+0.25 = 0.38 3. ผิด เพราะ การข่มของยีนที่ควบคุมลักษณะการสร้างเอนไซม์นี้เป็นแบบ codominance สังเกตได้จาก สามารถแยกต้นที่เป็น homozygous (มีแถบโปรตีนแถบเดียว) และ heterozygous (มี2 แถบ) ออกจาก กันได้ 4. ผิด เพราะ ยีนควบคุมลักษณะนี้เป็น multiple allele อยู่ที่ตำแหน่งเดียวกัน บนโครโมโซมคู่เดียวกัน 46. การศึกษายีนดื้อยา resistance-nodulation-division (RND) ของแบคทีเรีย Acinetobacter baumannii ทำโดยสกัดดีเอ็นเอของ A. baumannii และเพิ่มปริมาณยีน RND ด้วยเทคนิค PCR ได้ PCR product ขนาด 1000 คู่เบส จากนั้นโคลนเข้าพลาสมิดในภาพ a แล้วถ่ายโอนเข้าสู่ E. coli นำ เซลล์ที่ได้มาเลี้ยงในอาหารวุ้น (agar) ที่มีtetracycline ได้ผลดังภาพ b แล้วทำ replica plate (โคโลนีอ ยู่ในตำแหน่งเหมือนกัน) ในอาหารวุ้นที่มี ampicillin+tetracycline พบการเจริญดังภาพ c ข้อความต่อไปนี้ถูกหรือผิด 1. พบ E. coli ที่ได้รับพลาสมิดที่มี PCR product ขนาด 1000 คู่เบส ตามต้องการอย่างน้อย 14 clone 2. PCR product ก่อนการ clone ต้องตัดด้วยเอนไซม์ SalI หรือ BamHI แล้วจึงแทรกเข้าสู่พลาสมิด a 3. เซลล์E. coli ที่ได้รับพลาสมิดที่มีPCR product จะมีสมบัติต้านทาน tetracycline แต่ไม่ต้านทาน ampicillin 4. พบ E. coli ที่ได้รับพลาสมิดที่มี PCR product จำนวน 2 โคโลนีซึ่งต้องตัดออกจากพลาสมิดด้วยเอนไซม์ PstI จึงจะแยกชิ้นดีเอ็นเอที่ต้องการได้
การแข่งขันชีววิทยาโอลิมปิกระดับชาติ ครั้งที่ 19 19th Thailand Biology Olympiad 118 เฉลย 1. ผิด เพราะ E. coli ที่มี PCR product ขนาด 1000 คู่เบส ต้องเป็น clone ที่มีสมบัติต้านทาน tetracycline แต่ไม่ต้านทาน ampicillin เมื่อดูจากภาพ b และ c มีจำนวน 2 โคโลนีเท่านั้น (ตำแหน่ง โคโลนีที่หายไปในภาพ c) แสดงว่าได้สอดแทรกชิ้นดีเอ็นเอในตำแหน่ง PstI ทำให้ clone ที่มี recombinant plasmid ไม่ต้านทาน ampicillin แต่ต้านทาน tetracycline 2. ผิด เพราะ PCR product ต้องถูกตัดด้วยเอนไซม์ PstI ซึ่งเป็นตำแหน่งของยีน ampicillin resistance เมื่อยีน ampicillin resistance ถูกตัดขาดด้วยเอนไซม์ PstI จึงได้เซลล์ E. coli ที่ต้านทาน tetracycline แต่ไม่ต้านทาน ampicillin ดังภาพ b และ c 3. ถูก เพราะ ตำแหน่งที่ใช้โคลน PCR product อยู่ในยีน ampicillin resistance ซึ่งคือ PstI จึงได้เซลล์ E. coli ที่ต้านทาน tetracycline แต่ไม่ต้านทาน ampicillin ดังภาพ b และ c 4. ถูก เพราะ PCR product ขนาด 1000 คู่เบส ต้องแทรกอยู่ในยีน ampicillin resistance ตำแหน่ง PstI ทำให้เซลล์ E. coli ที่มี recombinant plasmid ไม่ต้านทาน ampicillin แต่ต้านทาน tetracycline เมื่อ ดูจากภาพ b และ c มีจำนวน 2 โคโลนีส่วนอีก 12 โคโลนี ที่ต้านยาทั้ง 2 ชนิด แสดงว่าได้รับพลาสมิดเดิม ที่ไม่มีชิ้นดีเอ็นเอแทรก 47. จากภาพการเกิดสปีชีส์ใหม่ (speciation) ของสิ่งมีชีวิต
การแข่งขันชีววิทยาโอลิมปิกระดับชาติ ครั้งที่ 19 19th Thailand Biology Olympiad 119 ข้อความต่อไปนี้ถูกหรือผิด 1. กระบวนการในภาพเกิดขึ้นในพืชหลายชนิด มักไม่พบในสัตว์ 2. สิ่งมีชีวิต ง สามารถสืบพันธุ์ได้ทั้งแบบอาศัยเพศและไม่อาศัยเพศ 3. การเกิดสิ่งมีชีวิตทั้ง ก, ข, ค และ ง ในภาพจัดเป็น sympatric speciation 4. Gamete กก, ขข, คค และ งง อาจเกิดจาก cytokinesis error หรือ nondisjunction ก็ได้ เฉลย 1. ถูก เพราะ พืชมีgenome ที่ยืดหยุ่นอาจเกิด polyploidy ได้แต่ในสัตว์พบน้อย เช่น สัตว์เลื้อยคลานบาง ชนิด 2. ผิด เพราะ สิ่งมีชีวิต ง มีพ่อกับแม่ต่าง species แม้จะมีจำนวนโครโมโซมเท่ากัน แต่อาจเข้าคู่กันได้เพียง บางส่วนทำให้เป็นหมัน หรือถ้าโครโมโซมเข้าคู่กันได้มากก็อาจจะไม่เป็นหมันสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศได้จึง ยังไม่สามารถสรุปได้ ส่วนการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศนั้นอาจเกิดขึ้นได้ 3. ถูก เพราะ สิ่งมีชีวิตทั้ง ก, ข, ค และ ง เกิดในสภาพที่เป็น geographically overlapping population จึง จัดเป็น sympatric speciation 4. ถูก เพราะ ทั้ง 2 วิธี เป็นสาเหตุของการเกิด unreduced gamete
การแข่งขันชีววิทยาโอลิมปิกระดับชาติ ครั้งที่ 19 19th Thailand Biology Olympiad 120 VI. Biosystematics 48. จาก cladogram แสดงวิวัฒนาการของ Tetrapoda โดยเส้นสีแดงแสดงการเกิด great extinction และเส้นลูกศรแสดงกลุ่มของสัตว์ที่อยู่รอดมาจนถึงปัจจุบัน ข้อความต่อไปนี้ถูกหรือผิด 1. Amphibians ไม่มีถุงน้ำคร่ำ และเป็น outgroup 2. นกที่บินได้น่าจะเกิดในปลายยุค Jurassic 3. Archosauria เป็น paraphyletic group ของจระเข้ ไดโนเสาร์และนก 4. Hesperornithiformes, Ichthyornis และ Neornithes เป็น sister group แต่ปัจจุบันเหลือเพียง Neornithes เท่านั้น
การแข่งขันชีววิทยาโอลิมปิกระดับชาติ ครั้งที่ 19 19th Thailand Biology Olympiad 121 เฉลย 1. ถูก เพราะ amphibians ไม่มีความสัมพันธ์เชิงวิวัฒนาการใกล้ชิดกับสัตว์กลุ่มอื่นทั้งหมดใน cladogram คือไม่มีถุงน้ำคร่ำ มีเพียงลักษณะร่วมกันคือมี 4 ขา 2. ผิด เพราะ นกที่บินได้น่าจะเกิดในช่วงต้น ของ cretaceous โดยพิจารณาจากกระดูก keeled sternum สำหรับให้กล้ามเนื้ออกยึดและทำให้นกสามารถบินได้ 3. ผิด เพราะ Archosauria เป็นบรรพบุรุษร่วมของจระเข้ ไดโนเสาร์และนกทั้งหมด จึงเป็น monophyletic group ไม่ใช่ paraphyletic group 4. ถูก เพราะ Hesperornithiformes, Ichthyornis และ Neornithes มีบรรพบุรุษร่วมคือ Ornithurae แต่ Hesperornithiformes และ Ichthyornis สูญพันธ์ตั้งแต่ปลายและกลางยุค Cretaceous ตามลำดับ ปัจจุบันเหลือเพียง Neornithes เท่านั้น 49. จาก phylogenetic tree ของพืชในวงศ์กล้วยไม้ (Orchidaceae) โดยชื่อที่กำกับในแต่ละกลุ่มคือวงศ์ย่อย (subfamily) ตัวเลขในแกนนอน และตัวเลขที่กำกับในแต่ละ node แสดงเวลาในหน่วยล้านปีที่ผ่านมา (million years ago, Mya)
การแข่งขันชีววิทยาโอลิมปิกระดับชาติ ครั้งที่ 19 19th Thailand Biology Olympiad 122 ข้อความต่อไปนี้ถูกหรือผิด 1. พืชในวงศ์กล้วยไม้มีแนวโน้มวิวัฒนาการสมมาตรของดอกจากสมมาตรตามรัศมีไปสู่การมีสมมาตรด้านข้าง 2. กล้วยไม้ในวงศ์ย่อย Crypripedioideae มีแนวโน้มที่จะแสดงลักษณะที่โบราณกว่า (more primitive characters) เมื่อเทียบกับกล้วยไม้ในวงศ์ย่อย Vanilloideae หรือวงศ์ย่อย Epidendroideae 3. การเกิดชนิดใหม่ (speciation) และการแพร่กระจายความหลากหลาย (diversification) ของกล้วยไม้ในวงศ์ย่อย Apostasioideae เกิดขึ้นก่อนวงศ์ย่อย Epidendroideae 4. ถ้ามีการค้นพบ fossil ของพืชที่คาดว่าเป็นบรรพบุรุษของวงศ์กล้วยไม้ทั้งหมด fossil นั้นจะมีลักษณะคล้ายกล้วยไม้ในวงศ์ย่อย Apostasioideae มากที่สุด เฉลย 1. ถูก เพราะ หากพิจารณาถึงลักษณะดอกของ Non orchid Asparagales และดอกของกล้วยไม้ในวงศ์ย่อย Apostasioideae ซึ่งเป็นกลุ่มที่แยกตัวออกจากบรรพบุรุษของวงศ์กล้วยไม้เป็นพวกแรก ๆ จะพบว่ามีสมมาตรของดอกตามรัศมี (actinomorphic flower) และเมื่อเวลาผ่านไป จนถึงปลายสาขาของ phylogenetic tree สมมาตรของดอกในพืชวงศ์กล้วยไม้จะเปลี่ยนไปเป็นแบบสมมาตรด้านข้าง(zygomorphic flower) 2. ถูก เพราะ เมื่อพิจารณา phylogenetic tree กล้วยไม้ในวงศ์ย่อย Crypripedioideae จะเป็นวงศ์ย่อยที่ 2 ที่แยกตัวออกมาจากบรรพบุรุษของวงศ์กล้วยไม้ จึงมีแนวโน้มที่จะแสดงลักษณะที่โบราณกว่าวงศ์ย่อยที่อยู่ปลายสายของ phylogenetic tree และเกิดขึ้นมาภายหลัง เช่นวงศ์ย่อย Vanilloideae และวงศ์ย่อย Epidendroideae 3. ผิด เพราะ แม้ว่าวงศ์ย่อย Apostasioideae จะเป็นกลุ่มที่แยกตัวก่อนจากบรรพบุรุษของกล้วยไม้ทั้งหมด แต่เหตุการณ์การแพร่กระจายพันธุ์หรือเกิดชนิดใหม่ เมื่อพิจารณาจาก phylogenetic tree คืออยู่ที่ 41 ล้านปีที่ผ่านมา ซึ่งเกิดภายหลัง (ใหม่กว่า) เหตุการณ์การแพร่กระจายพันธุ์หรือเกิดชนิดใหม่ของวงศ์ย่อย Epidendroideae คือ 49 ล้านปีที่ผ่านมา 4. ถูก เพราะ เหตุผลคล้ายคลึงกับที่อธิบายไว้ในข้อ 1 และ 2 เนื่องจากวงศ์ย่อย Apostasioideae เป็นกลุ่มที่วิวัฒนาการแยกตัวก่อนจากบรรพบุรุษของกล้วยไม้ก่อนวงศ์ย่อยอื่น ๆ จึงยังคงลักษณะที่โบราณของบรรพบุรุษมากกว่าเมื่อเทียบกับกล้วยไม้ในวงศ์ย่อยอื่นที่วิวัฒนาการขึ้นภายห ลัง (ภาพดัดแปลงจากบทความของ Aceto and Gaudio, 2011 วารสาร Current Genomics 12 หน้า 342-356 DOI: 10.2174/138920211796429754)
การแข่งขันชีววิทยาโอลิมปิกระดับชาติ ครั้งที่ 19 19th Thailand Biology Olympiad 123 50. จาก phylogenetic tree ของยีน 16S rDNA แสดงความสัมพันธ์ระหว่างแบคทีเรียที่ถูกคัดแยกใหม่ 2 ชนิด ได้แก่ AML-C10T และ AML-D4T กับแบคทีเรียกลุ่ม Methanotroph ใน Family Methylococcaceae ข้อความต่อไปนี้ถูกหรือผิด 1. บรรพบุรุษร่วมสุดท้ายของ AML-D4T และ Methylomiceobium agile ACM3308T เกิดก่อนบรรพบุรุษร่วมของ Methylomonas fodinarum ACM 3268T และ Methylomonas methanica S1T 2. AML-C10T , AML-D4T , Methylomonas fodinarum ACM 3268T และ Methylomonas methanica S1T เป็น paraphyletic group 3. แบคทีเรียในสกุล Methylomonas, Methylobacter และ Methylomicrobium และแบคทีเรียที่คัดแยกใหม่ 2 ชนิด จัดอยู่ใน clade เดียวกัน 4. Methylobacter luteus ACM 3304T มีความสัมพันธ์เชิงวิวัฒนาการใกล้ชิดกับ AML-C10T มากกว่าใกล้ชิดกับ Methylomicrobium pelagicum ACM 3505T
การแข่งขันชีววิทยาโอลิมปิกระดับชาติ ครั้งที่ 19 19th Thailand Biology Olympiad 124 เฉลย 1. ผิด เพราะไม่สามารถบอกได้ว่าบรรพบุรุษใดเกิดก่อนเนื่องจากเป็นการแตกแขนงจากบรรพบุรุษร่วมเดียวกัน 2. ผิด เพราะ AML-C10T , AML-D4T , Methylomonas fodinarum ACM 3268T และ Methylomonas methanica S1T เป็น polyphyletic group เนื่องจากแสดงกลุ่มสิ่งมีชีวิตที่ไม่ได้รวมถึงบรรพบุรุษร่วมของสมาชิก 3. ถูก เพราะ ทั้งหมดมีบรรพบุรุษร่วมเดียวกัน 4. ผิด เพราะ Methylobacter luteus ACM 3304T มีบรรพบุรุษร่วมกับ Methylomicrobium pelagicum ACM 3505T ใกล้ชิดกว่ากับ AML-C10T Reference: DOI: 10.1099/00207713-51-2-611